МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КЛАВИШНЫЙ УЗЕЛ Российский патент 2009 года по МПК H01H23/28 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к многофункциональному клавишному узлу для электронного устройства.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Имеется большая потребность в миниатюризации электронных устройств, в общем, и сотовых телефонов, в частности. С другой стороны, имеется увеличивающаяся потребность в электронных устройствах, которые включают в себя все больше и больше элементов. Эти требования неизменно приводят в результате к уменьшению площади изображения на экране или видимой области экрана. Основной причиной этого является необходимость сохранения стандартной конструкции клавишной матрицы для ввода данных. Хотя размер и шаг клавиш, которые образуют стандартную конструкцию клавишной матрицы, постоянно уменьшаются как результат миниатюризации, имеется предел этому уменьшению. Кроме того, с небольшими клавишами или клавишами, расположенными с небольшим шагом, имеется высокая вероятность случайного нажатия ненамеченной клавиши, которая является смежной намеченной клавише, или даже одновременного нажатия двух соседних клавиш, обеспечивая в соответствии с этим неправильный ввод данных. Кроме того, поскольку кнопки нажимают одну за другой для каждого ввода данных, скорость работы является ограниченной.

В патенте США №6441753 описывается многофункциональный клавишный узел для электронных устройств. Многофункциональный клавишный узел имеет клавишный элемент, имеющий верхнюю фасонную поверхность, ограничивающую области девяти клавиш, которые в предпочтительном варианте осуществления расположены в манере, совместимой с 1-9 клавишами стандартной телефонной клавиатуры с центральной клавишной областью, представляющей пять клавиш телефонной клавиатуры, а каждая область периметра клавиш представляет остальные клавиши. Однако в отличие от стандартной клавиатурной матрицы отсутствуют клавиши со знаками нуля, звездочки и фунта. Клавишу нуля может представлять вспомогательная клавиша. В альтернативном варианте область клавиши может выполнять множество функций. Например, область клавиши цифры пять может работать как стандартная клавиша нуля при выполнении двойного щелчка. Эта опция предложена, но ее выполнение не описано. В любом случае числовой нуль не может быть введен в главном режиме работы и по этой причине каждый раз, когда приходится вводить нуль, прервется плавный поток ввода данных.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованного многофункционального клавишного узла для ввода данных в электронное устройство и улучшенный способ ввода данных в электронное устройство.

Задача решается с помощью объекта (изобретения) в соответствии с соответствующей формулой изобретения.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно обеспечивается многофункциональный клавишный узел, содержащий

два переключателя, электрически соединенных между собой, причем каждый переключатель способен вызывать полностью четыре определенных выходных сигнала, будучи в электрически включенном состоянии;

одну клавишную крышку, связанную с двумя переключателями, причем одна клавишная крышка способна избирательно активировать два переключателя либо отдельно, либо одновременно, благодаря чему из многофункционального клавишного узла может быть выведено всего двенадцать возможных определенных выходных сигналов, причем восемь определенных выходных сигналов получают, если каждый из двух переключателей активирован отдельно, а четыре определенных выходных сигнала, если два переключателя активированы одновременно.

Многофункциональный клавишный узел может быть расположен вне электронного устройства, расположен в электронном устройстве или частично расположен в электронном устройстве, а выходные сигналы могут быть использованы как входные данные к электронному устройству. В общем, выходные сигналы будут электрическими сигналами, которые могут быть преобразованы в другие типы сигналов.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления клавишная крышка поддается перемещению из неактивного положения в активное положение путем нажатия в вертикальном направлении, по меньшей мере, части клавишной крышки, причем в неактивном положении оба переключателя находятся в электрически выключенном состоянии, а в активном положении, по меньшей мере, один из переключателей находится в электрически включенном состоянии, при этом имеются всего три активных положения, первое активное положение, соответствующее одному из переключателей, находящемуся в электрически включенном состоянии, второе активное положение, соответствующее другому одному из переключателей, находящемуся в электрически включенном состоянии, и третье активное положение, соответствующее двум переключателям, одновременно находящимся в электрически включенном состоянии.

Будет очевидно, что нажатие, по меньшей мере, части клавишной крышки ограничивает направление, которое названо в этой заявке как вертикальное направление.

Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления клавишная крышка поддается горизонтальному смещению в двух взаимно перпендикулярных направлениях к четырем контактным положениям. Как правило, два взаимно перпендикулярные направления обозначены север-юг, восток-запад, а четыре контактных положения по направлению часовой стрелки обозначены север, восток, юг и запад. Два взаимно перпендикулярных направления являются копланарными и перпендикулярными вертикальному направлению, в котором нажата, по меньшей мере, часть клавишной крышки.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления для каждой комбинации данного контактного положения и конкретного активного положения клавишной крышки, многофункциональным клавишным узлом обеспечивается выход специального определенного выходного сигнала из двенадцати возможных определенных выходных сигналов.

В соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления каждый переключатель дополнительно содержит один электропроводный шток, причем клавишная крышка связана со штоком каждого переключателя.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления каждый переключатель дополнительно содержит неэлектропроводный направляющий элемент, причем направляющий элемент имеет два сквозных направляющих паза, перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру.

Как правило, каждый конец двух направляющих пазов предусмотрен с электрически контактом. Поскольку имеется два направляющих паза, перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру, то будет четыре конца и, следовательно, четыре электрических контакта. Данное контактное положение получают, если часть, по меньшей мере, одного переключателя находится в электрическом упоре с данным электрическим контактом.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления шток каждого переключателя проходит через пазы соответствующего направляющего элемента, а часть, по меньшей мере, одного из переключателей, который находится в электрическом упоре с одним из четырех электрических контактов, является штоком, по меньшей мере, одного из переключателей.

В соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления клавишная крышка связана с одним центрально расположенным электропроводным штоком.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления один шток проходит через одну крестообразную апертуру в одном неэлектропроводном направляющем элементе, причем апертура содержит два сквозных направляющих паза, перпендикулярных друг другу, при этом электрические контакты расположены на каждом конце каждого направляющего паза, имеется всего четыре электрических контакта, причем данное контактное положение получают, если шток находится в электрическом упоре с данным электрическим контактом.

Предпочтительно имеется ровно два переключателя, которые соединены между собой.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается также способ получения одного из двенадцати определенных выходных сигналов, предпочтительно предусматривающий следующие этапы:

(a) обеспечение многофункционального клавишного узла, содержащего два переключателя, электрически соединенных друг с другом и связанных с одной клавишной крышкой;

(b) вертикальное смещение клавишной крышки из неактивного положения в активное положение путем нажатия, по меньшей мере, части клавишной крышки, причем в неактивном положении оба переключателя находятся в электрически выключенном состоянии, а в активном положении, по меньшей мере, один из переключателей находится в электрически включенном состоянии; и

(c) горизонтальное смещение клавишной крышки в одном из двух взаимно перпендикулярных направлений к одному из контактных положений, обеспечивая в соответствии с этим один из двенадцати определенных выходных сигналов.

Порядок выполнения этапов способа не обязательно должен соответствовать порядку, приведенному выше. Например, при необходимости этап (с) может выполняться перед выполнением этапа (b).

В соответствии с настоящим изобретением дополнительно обеспечивается получение сотового телефона, содержащего

корпус, имеющий множество поверхностей;

экран дисплея; и

многофункциональный клавишный узел, содержащий

два переключателя, электрически соединенных между собой, причем каждый переключатель способен обеспечивать выход ровно четырех определенных выходных сигналов будучи в электрически включенном состоянии;

одну клавишную крышку, связанную с двумя переключателями, причем одна клавишная крышка способна избирательно активировать два переключателя либо отдельно, либо одновременно, благодаря чему из многофункционального клавишного узла может быть выведено всего, по меньшей мере, двенадцать возможных определенных выходных сигналов, причем восемь определенных выходных сигналов получают, если каждый из двух переключателей активирован отдельно, а четыре определенных выходных сигнала, если два переключателя активированы одновременно.

При необходимости экран дисплея расположен на передней поверхности корпуса, а клавишная крышка расположена на боковой поверхности корпуса.

Настоящее изобретение обеспечивает следующие предпочтительные преимущества перед стандартными технологиями:

Оно облегчает миниатюризацию электронных устройств, в общем, и сотовых телефонов, в частности.

Оно дает возможность использования больших экранов дисплея.

Многофункциональная клавиша управляется с помощью одной клавишной крышки.

Одна клавишная крышка может управляться большим пальцем одной руки оператора.

Одна клавишная крышка проста в управлении (в работе). Двенадцать определенных выходных сигналов могут быть получены путем смещения клавишной крышки горизонтально в двух взаимно перпендикулярных направлениях (север-юг, восток-запад) в комбинации с нажатием клавишной крышки в ее трех разных областях.

Другие преимущества настоящего изобретения вполне очевидны квалифицированным специалистам в этой области техники из следующих чертежей, описания и формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более хорошего понимания настоящего изобретения и иллюстрации того, как оно может быть реализовано на практике, далее будет делаться ссылка на сопроводительные чертежи, где

Фиг.1 - изометрическое изображение типового сотового телефона с многофункциональным клавишным узлом, соответствующим настоящему изобретению.

Фиг.2 - изометрическое изображение модуля многофункционального клавишного узла, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг.3 - изометрическое изображение с частичным пространственным разделением деталей модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2.

Фиг.4 - изометрическое изображение с полным пространственным разделением деталей модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2.

Фиг.5 - частичный разрез изометрического изображения снизу модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2.

Фиг.6 - частичный разрез изометрического изображения модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2.

Фиг.7 - вид сверху модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой в неактивном положении.

Фиг.8 - вид сверху модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой в неактивном положении.

Фиг.9А - вид сбоку модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой в неактивном положении.

Фиг.9В - вид сбоку модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой в первом активном положении.

Фиг.9С - вид сбоку модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой во втором активном положении.

Фиг.9D - вид сбоку модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой в третьем активном положении.

Фиг.10 - иллюстрация одной возможной конструкции электропроводки многофункционального клавишного узла, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11 - иллюстрация одной возможной конструкции электропроводки многофункционального клавишного узла, соответствующего второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12 - разрез изометрического изображения сверху модуля многофункционального клавишного узла, соответствующего второму варианту осуществления.

Фиг.13 - изометрическое изображение сверху с пространственным разделением деталей модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.12.

Фиг.14 - изометрическое изображение снизу с пространственным разделением деталей модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.12.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 иллюстрируется типовое электронное устройство 20 в соответствии с настоящим изобретением. Несвязывающий пример такого электронного устройства 20, которое иллюстрируется на фиг.1, является сотовым телефоном. Электронное устройство 20 содержит корпус 22, экран 24 дисплея на передней поверхности 25 корпуса 22, многофункциональный клавишный узел 26, соответствующий настоящему изобретению, имеющий клавишную крышку 28, громкоговоритель 30, наушники 32, микрофон 34 и вспомогательные клавиши 36. Заметно отсутствие стандартной клавиатуры для ввода данных в электронное устройство 20. Кроме того, многофункциональный клавишный узел 26, соответствующий настоящему изобретению, намного меньше стандартной клавиатуры и по этой причине может быть расположена в электронном устройстве 20 таким образом, чтобы клавишная крышка 28 была расположена на боковой поверхности 37 корпуса 22 электронного устройства 20, освобождая, таким образом, большую площадь передней поверхности 25 для экрана 24 дисплея, как показано на фиг.1.

Многофункциональный клавишный узел 26 может быть введен в электронное устройство 20 как его интегральная часть или он может быть получен как отдельный модуль и при необходимости удобно вставляется и извлекается из него. На фиг.2 показан многофункциональный узел 26 в виде модуля. Многофункциональный клавишный узел 26 в виде модуля будет описан только для удобства иллюстрации. Это не имеет ограничивающего влияния на описание многофункционального клавишного узла 26, но только служит для ограничения описания элементов многофункционального клавишного узла 26, исключая в соответствии с этим из описания элементы электронного устройства 20, которые не относятся к настоящему изобретению.

Как показано на фиг.фиг.3-6, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения многофункциональный клавишный узел 26 помимо клавишной крышки 28 содержит корпус 38, два переключателя 40 и два неэлектропроводных направляющих элемента 42. Каждый переключатель 40 содержит электропроводный шток 44, имеющий продольную ось А, ограничивающую продольное направление переключателя 40, подвижный направляющий цилиндр 46, в котором удерживается один конец штока 44, и неподвижный направляющий цилиндр 48, в котором подвижный направляющий цилиндр 46 поддается перемещению в продольном направлении. Два электропроводных вывода 52 выступают из нижнего торца 50 неподвижного направляющего цилиндра 48. Будет очевидно, что, если многофункциональный клавишный узел 26 не является отдельным модулем, а является интегральной частью электронного устройства 20, то корпус 38 многофункционального клавишного узла 26 будет частью корпуса 22 электронного устройства 20.

Каждый переключатель 40 и соответствующий направляющий элемент 42 расположен в камере 54 в корпусе 38, имеющей нижний уступ 56, который упирается в нижний торец 50 неподвижного направляющего цилиндра 48, поддерживая в соответствии с этим переключатель 40 против продольных сил, прикладываемых к штоку 44 клавишной крышкой 28. Клавишная крышка 28 имеет противоположные верхнюю и нижнюю поверхности 58, 60 и имеет, в общем, удлиненную овальную или эллиптическую форму, имеющую продольный размер D, ограничивающий продольную ось L клавишной крышки 28. Две нажимные кнопки 62 выступают из верхней поверхности 58 клавишной крышки 28 на концах клавишной крышки 28, то есть являются крайними точками продольного размера D клавишной крышки 28. Помимо всего прочего, два противоположных удлиненных выступа 64 выступают из верхней поверхности 58, проходя смежно продольным краям 66 клавишной крышки 28 на противоположных сторонах продольной оси L. Конец каждого штока 44, дистальный подвижному направляющему цилиндру 46, удерживается в отверстии 68, проходящем через цилиндрический выступ 70, выступающий из нижней поверхности 60 клавишной крышки 28 непосредственно под противоположной нажимной кнопкой 62, механически соединяющей в соответствии с этим клавишную крышку 28 с переключателем 40.

Каждый направляющий элемент 42 имеет два сквозные направляющие паза 72, 74 перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру. Направляющий элемент 42 поддерживается в камере 54 верхним уступом 75 и имеет небольшой выступ 42', который расположен в углублении 76 в корпусе 38 для фиксации ориентации направляющих пазов 72, 74. Шток 44 каждого переключателя 40 проходит через направляющие пазы 72, 74 соответствующего направляющего элемента 42, так что направляющий элемент 42 расположен между подвижным направляющим цилиндром 46 и клавишной крышкой 28. Конец каждого штока 44, дистальный подвижному направляющему цилиндру 46, выступает за верхнюю поверхность 77 корпуса 38, а нижняя поверхность 60 клавишной крышки 28 смежна и противоположна верхней поверхности. В общем, верхняя поверхность 77 является внешней поверхностью корпуса 38 модуля многофункционального клавишного узла. Однако, если многофункциональный клавишный узел 26 входит в электронное устройство 20 как его интегральная часть, то верхняя поверхность будет частью внешней поверхности корпуса 22 электронного устройства 20.

Один из направляющих пазов 72 каждого направляющего элемента 42 совмещен с продольной осью клавишной крышки 28 и будет называться теперь как продольный направляющий паз. Другой один из направляющих пазов 74 каждого направляющего элемента 42 является перпендикулярным продольной оси клавишной крышки 28 и будет называться теперь поперечным направляющим пазом. На концах продольного и поперечного пазов 72, 74 находятся электрические контакты 78, 80, 82, 84. Следовательно, всего имеется четыре электрических контакта 78, 80, 82, 84, связанных с направляющими пазами каждого направляющего элемента 42. Они будут названы первым, вторым, третьим и четвертым электрическими контактами 78, 80, 82, 84, как показано на фиг.7.

Как будет более подробно описано ниже, клавишная крышка 28 может двигаться в различных направлениях путем приложения к ней внешнего усилия. В общем, внешнее усилие прикладывается к клавишной крышке 28 оператором, размещающим большой палец на верхней поверхности 58 клавишной крышки 28 или на одной из нажимных кнопок 62 и затем либо нажимающим клавишную крышку 28 и смещающим ее ”вертикально” путем приложения усилия в продольном направлении переключателей 40, или смещающим клавишную крышку 28 ”горизонтально” путем приложения усилия в направлении, перпендикулярном продольному направлению переключателей 40. Помимо всего прочего, обе вертикальная и горизонтальная силы могут быть приложены одновременно. Штоки 44 предпочтительно являются упругими для обеспечения возможности достаточного горизонтального смещения клавишной крышки 28.

Если вертикальной силы не прикладывают к клавишной крышке 28, то говорят, что клавишная крышка 28 находится в неактивном состоянии. Если к клавишной крышке 28 вообще не прикладывается силы, то говорят, что клавишная крышка 28 находится в ее исходном положении.

Поскольку штоки 44 ограничены для движения в направляющих пазах 72, 74, то горизонтальное смещение клавишной крышки 28 ограничено для движения в продольном направлении и в поперечном направлении, соответственно, для движения штоков 44 в продольном и поперечном направляющих пазах 72, 74, соответственно. Другими словами, клавишная крышка 28 может быть смещена горизонтально в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Предусмотрено два опорных штыря 86. Хотя не абсолютно обязательно, опорные штыри 86 содействуют в возвращении клавишной крышки 28 в ее исходное положение (фиг.8 и фиг.9А) после смещения и снятия прекращения действия внешнего усилия. Опорные штыри 86 имеют конические выступы 88 на одном конце и плоские поверхности 90 на другом конце. Опорные штыри 86 расположены в полостях 92 в корпусе 38 и смещаются посредством спиральных пружин 94, расположенных в полостях 92 ниже опорных штырей 86 и в контактном взаимодействии с плоскими поверхностями 90. Конические выступы 88 принимаются в конические углубления 96 в нижней поверхности 60 клавишной крышки 28.

При смещении клавишной крышки 28 в вертикальном направлении путем нажатия на нее она смещается из ее исходного положения, или из неактивного положения, фиг.9А, в активное положение. Имеется точно три активных положения. Первое активное положение (фиг.9В) получают путем смещения первого конца клавишной крышки 28 в вертикальном направлении, то есть путем нажатия первой из нажимных кнопок 62', так что только шток 44, связанный с первой нажимной кнопкой 62', смещается в вертикальном направлении, изменяя в соответствии с этим электрическое состояние первого переключателя 40' из выключенного состояния (неэлектропроводного) во включенное состояние (электропроводное). Второе активное положение (фиг.9С) получают путем смещения конца второй нажимной кнопки 62'' клавишной крышки 28 в вертикальном направлении, то есть нажатием второй нажимной кнопки 62'', так что только шток 44, связанный со второй нажимной кнопкой 62'', смещается в вертикальном направлении, изменяя в соответствии с этим электрическое состояние второго переключателя 40'' из выключенного состояния во включенное состояние. Третье активное положение (фиг.9D) получают путем смещения всей клавишной крышки 28 в вертикальном направлении, то есть нажатием верхней поверхности 58 клавишной крышки 28 в местоположении между двумя нажимными кнопками 62, так что оба штока 44 смещаются в вертикальном направлении, изменяя в соответствии с этим электрическое состояние обоих переключателей 62 из выключенного состояния во включенное состояние.

После того как клавишная крышка 28 была передвинута в данное активное положение нажатием ее в вертикальном направлении, благодаря движению клавишной крышки 28 в конкретное контактное положение может быть получен выходной сигнал. Это достигается благодаря удержанию клавишной крышки 28 в данном активном положении и смещением ее горизонтально либо в продольном, либо в поперечном направлении до тех пор, пока шток 44, то есть часть переключателя 40, не придет в электрическое контактное взаимодействие с одним из четырех электрических контактов 78, 80, 82, 84 направляющих пазов 72, 74. Для каждой комбинации данного активного положения и конкретного контактного положения получают определенный выходной сигнал. Удлиненные выступы 64 служат для предотвращения соскальзывания большого пальца оператора при смещении клавишной крышки 28 в горизонтальном направлении и когда большой палец оператора находится в местоположении между двумя нажимными кнопками 62.

Поскольку имеются три активных положения (фиг.9В, фиг.9С и фиг.9D) и четыре контактных положения (соответствующих первому, второму, третьему и четвертому электрическим контактам 78, 80, 82, 84), может быть получено в общем двенадцать определенных выходных сигналов для представления 10 чисел 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 и функции ”очистить” и ”забой”. Какие конкретные комбинации активных положений и контактных положений используются для представления этих двенадцати выходов, является делом выбора. В качестве несвязывающего примера, четыре выходных сигнала для чисел 1, 2, 3 и 4, ограничивающие первый набор выходов, могут быть получены при использовании первого активного положения (фиг.9В) вместе с первым, вторым, третьим и четвертым контактными положениями, соответственно; четыре выходных сигнала для чисел 5, 6, 7 и 8, ограничивающие второй набор выходов, могут быть получены при использовании второго активного положения (фиг.9С) вместе с первым, вторым, третьим и четвертым контактными положениями, соответственно; и четыре выходных сигнала для двух чисел 9, 0 и двух функций ”очистить” и ”забой”, ограничивающие третий набор выходов, могут быть получены при использовании третьего активного положения (фиг.9D) вместе с первым, вторым, третьим и четвертым контактными положениями, соответственно.

На фиг.10 приведен иллюстративный вид одной возможной конструкции электропроводки двух переключателей 40 и их соответствующих направляющих элементов 42, которые дадут возможность многофункциональному клавишному узлу 26 обеспечить выходные сигналы, указанные выше. Штоки 44 являются электрически общими и заземленными вместе с одним из электропроводных выводов 52 каждого переключателя 40. Первый, второй, третий и четвертый электрические контакты 78, 80, 82, 84 одного из двух направляющих элементов 42 также являются электрически общими с первым, вторым, третьим и четвертым электрическими контактами 78, 80, 82, 84, соответственно, другого одного из двух направляющих элементов 42. С целью иллюстрации первое, второе, третье и четвертое контактные положения указаны цифрами I, II, III и IV, соответственно, а первое и второе активные положения указаны, соответственно, цифрами IXb и IХc. С этими обозначениями в соответствии с примером, приведенным выше, выходной сигнал для числа 1 из первого набора выходов символически дается комбинацией (IXb)+(I), то есть нажимается первая нажимная кнопка 62', так что первый переключатель 40' находится во включенном состоянии, как показано на фиг.9В, а клавишная крышка 28 находится в ее первом контактном положении. Аналогичным образом, выходной сигнал для цифры 5 из второго набора выходов символически дается комбинацией (IХc)+(I), то есть нажимается вторая нажимная кнопка 62'', так что второй переключатель 40'' находится во включенном состоянии, как показано на фиг.9С, а клавишная крышка 28 находится в первом контактном положении. Для получения выходного сигнала из третьего набора выходных сигналов, приходится переводить во включенное состояние оба переключателя 40, то есть нажимаются обе нажимные кнопки 62, как показано на фиг.9D. Например, выходной сигнал для цифры 19 символически дается комбинацией (IХb)+(IХc)+(I).

Для обеспечения выхода других сигналов, например букв алфавита, можно ”дважды щелкнуть” клавишной крышкой 28 перед ее смещением так, как это описано выше. В альтернативном варианте может быть активирована одна или более вспомогательных клавиш 36. Таким образом, большое количество информации, например, цифр, букв, символов, функций и так далее, может быть выведено из многофункционального клавишного узла 26.

В соответствии с первым вариантом осуществления, описанным выше, каждый из двух переключателей 40 имеет шток 44 и соответствующий направляющий элемент 42. Как очевидно из вышеприведенного описания первого варианта осуществления, штоки 44 и направляющие элементы 42 требуются для получения четырех контактных положений.

Как следует из фиг.11, в соответствии со вторым вариантом осуществления многофункционального клавишного узла 126 требуется только один шток 144 и один направляющий элемент 142, соединенный с обоими переключателями 140 (140', 140''). Шток 144 электрически заземлен вместе с одним из выводов 152 каждого переключателя 140. Также как и в первом варианте осуществления, направляющий элемент 142 не является электропроводным и имеет крестообразную апертуру, содержащую два сквозных направляющих паза 172, 174, перпендикулярных между собой, с электрическими контактами 178, 180, 182, 184, расположенными на каждом конце каждого направляющего паза (172, 174). Следовательно, имеется всего четыре электрических контакта (178, 180, 182, 184). Шток 144 проходит через крестообразную апертуру и данное контактное положение получают, когда шток 144 находится в контактном взаимодействии с данным электрическим контактом 178, 180, 182, 184.

Как следует из фиг.12-14, клавишная крышка 128 связана с одним концом одного штока 144, который центрально расположен относительно клавишной крышки 128. Как и в случае первого варианта осуществления, клавишная крышка 128 имеет пару нажимных кнопок 162', 162''. Другой конец штока 144 прикреплен к гибкому удерживающему элементу 198, который может быть получен, например, из резины. Удерживающий элемент 198 расположен в базовом элементе 100, который, в свою очередь, расположен в корпусе 138. Направляющий элемент 142 имеет два поперечных паза 102 в его верхней стороне 104, в которой две поперечные направляющие 106, выступающие из нижней стороны 108 скользящего элемента, принимаются с возможностью скольжения. Скользящий элемент 110 имеет продольный паз 112 в его верхней стороне 114, в котором с возможностью скольжения принимается продольная направляющая 116, выступающая из нижней поверхности 160 клавишной крышки 128. Каждый переключатель 140 (140', 140'') содержит верхний компонент 140U и нижний компонент 140L, так что каждый переключатель находится в его выключенном состоянии (неэлектропроводном), если существует зазор между верхним и нижним компонентами 140U, 140L, и во включенном состоянии (электропроводном), если верхний и нижний компоненты 140U, 140L находятся в контактном взаимодействии.

Из многофункционального клавишного узла 126 второго варианта осуществления получают двенадцать определенных выходных сигналов путем применения подобного набора операций к клавишной крышке 128, как описано для первого варианта осуществления. Например, путем нажатия первой нажимной кнопки 162' (смотри фиг.9В относительно нажимной кнопки 62'), так что верхний и нижний компоненты 140U, 140L первого переключателя 140' приходят в контактное взаимодействие, побуждая в соответствии с этим первый переключатель 140' прийти во включенное состояние, вызывая скольжение клавишной крышки в первое контактное положение (так что шток 140 находится в контактном взаимодействии с первым электрическим контактом 178), получают выходной сигнал для цифры 1. Также как и в первом варианте осуществления, это символически дается комбинацией (IXb)+(I). Аналогичным образом, получают другие одиннадцать определенных выходных сигналов, как описано выше для первого варианта осуществления настоящего изобретения.

Хотя настоящее изобретение было описано до некоторой степени в частности, должно быть очевидным, что без отклонения от объема настоящего изобретения, ограниченного прилагаемой формулой изобретения, могут быть сделаны различные изменения и модификации. В частности, настоящее изобретение было описано со ссылкой на сотовый телефон. Однако очевидно, что настоящее изобретение также применимо для других подобных электронных устройств.

Изобретение касается многофункционального клавишного узла для ввода данных в электронное устройство. Многофункциональный клавишный узел имеет два переключателя, управляемых посредством одной клавишной крышки. Клавишная крышка может быть смещена в вертикальном направлении в три активных положения и горизонтально в четыре контактных положения, вызывая до двенадцати определенных выходных сигналов данных для ввода в электронное устройство. Технический результат - облегчение миниатюризации электронных устройств, в частности, сотовых телефонов, обеспечение возможности использования больших экранов дисплея, упрощение конструкции и управления. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Многофункциональный клавишный узел (26; 126), содержащий
два переключателя (40', 40"; 140', 140"), электрически соединенные между собой, причем каждый переключатель способен вызывать ровно четыре определенных выходных сигнала, будучи в электрически включенном состоянии;
одну клавишную крышку (28, 128), связанную с двумя переключателями (40', 40"; 140', 140"), причем одна клавишная крышка способна избирательно активировать два переключателя (40', 40"; 140', 140") либо отдельно, либо одновременно, благодаря чему из многофункционального клавишного узла (26; 126) может быть выведено всего двенадцать возможных определенных выходных сигналов, причем восемь определенных выходных сигналов получают, если каждый из двух переключателей (40', 40"; 140', 140") активирован отдельно, а четыре определенных выходных сигнала, если два переключателя (40', 40"; 140', 140") активированы одновременно.

2. Многофункциональный клавишный узел (26; 126) по п.1, в котором клавишная крышка (28, 128) поддается перемещению из неактивного положения в активное положение путем нажатия в вертикальном направлении, по меньшей мере, части клавишной крышки (28, 128), в котором в неактивном положении оба переключателя (40', 40"; 140', 140") находятся в электрически выключенном состоянии и в котором в активном положении, по меньшей мере, один из переключателей (40', 40"; 140', 140") находится в электрически включенном состоянии, при этом имеются всего три активных положения, первое активное положение, соответствующее одному из переключателей (40', 40"; 140', 140"), находящемуся в электрически включенном состоянии, второе активное положение, соответствующее другому одному из переключателей (40', 40"; 140', 140"), находящемуся в электрически включенном состоянии, и третье активное положение, соответствующее двум переключателям (40', 40"; 140', 140"), одновременно находящимся в электрически включенном состоянии.

3. Многофункциональный клавишный узел (26; 126) по п.2, в котором клавишная крышка поддается горизонтальному смещению в двух взаимно перпендикулярных направлениях к четырем контактным положениям.

4. Многофункциональный клавишный узел (26; 126) по п.3, в котором для каждой комбинации данного контактного положения и конкретного активного положения клавишной крышки (28, 128) многофункциональным клавишным узлом (26, 126) обеспечивается выход специального определенного выходного сигнала из двенадцати возможных определенных выходных сигналов.

5. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.4, в котором каждый переключатель дополнительно содержит один электропроводный шток (44), и в котором клавишная крышка (28) связана со штоком (44) каждого переключателя (40', 40").

6. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.5, в котором каждый переключатель дополнительно содержит неэлектропроводный направляющий элемент (42), причем направляющий элемент (42) имеет два сквозных направляющих паза (72, 74), перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру, при этом каждый конец двух направляющих пазов (72, 74) предусмотрен с электрическим контактом (78, 80, 82, 84), данное контактное положение получают, если часть, по меньшей мере, одного из переключателей (40', 40") находится в электрическом упоре с данным электрическим контактом (78, 80, 82, 84).

7. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.6, в котором шток (44) каждого переключателя (40', 40") проходит через пазы соответствующего направляющего элемента, и в котором часть, по меньшей мере, одного из переключателей (40', 40"), который находится в электрическом упоре с одним из четырех электрических контактов (78, 80, 82, 84), является штоком (44), по меньшей мере, одного из переключателей (40', 40").

8. Многофункциональный клавишный узел (126) по п.4, в котором клавишная крышка (128) связана с одним центрально расположенным электропроводным штоком (144).

9. Многофункциональный клавишный узел (126) по п.8, в котором один шток (144) проходит через одну крестообразную апертуру в одном неэлектропроводном направляющем элементе (142), причем апертура содержит два сквозных направляющих паза (172, 174), перпендикулярных друг другу, при этом электрические контакты (178, 180, 182, 184) расположены на каждом конце каждого направляющего паза (172, 174), имеется всего четыре электрических контакта (178, 180, 182, 184), причем данное контактное положение получают, если шток (144) находится в электрическом упоре с данным электрическим контактом (178, 180, 182, 184).

10. Многофункциональный клавишный узел (126) по п.1, в котором имеется ровно два переключателя (140', 140"), которые соединены между собой.

11. Способ получения одного из двенадцати определенных выходных сигналов, предусматривающий
(а) обеспечение многофункционального клавишного узла (26, 126), содержащего два переключателя (40', 40"; 140', 140"), электрически соединенных друг с другом и связанных с одной клавишной крышкой (28, 128);
(b) вертикальное смещение клавишной крышки (28, 128) из неактивного положения в активное положение путем нажатия, по меньшей мере, части клавишной крышки (28, 128), причем в неактивном положении оба переключателя (40', 40"; 140', 140") находятся в электрически выключенном состоянии, а в активном положении, по меньшей мере, один из переключателей (40', 40"; 140', 140") находится в электрически включенном состоянии; и
(c) горизонтальное смещение клавишной крышки (28, 128) в одном из двух взаимно перпендикулярных направлений к одному из контактных положений, обеспечивая в соответствии с этим один из двенадцати определенных выходных сигналов.

12. Сотовый телефон, содержащий корпус (22), имеющий множество поверхностей (25, 37);
экран (24) дисплея и
многофункциональный клавишный узел (26, 126), содержащий
два переключателя (40', 40"; 140', 140"), электрически соединенные между собой, причем каждый переключатель (40', 40") способен обеспечивать выход ровно четырех определенных выходных сигналов будучи в электрически включенном состоянии;
одну клавишную крышку (28, 128), связанную с двумя переключателями (40', 40"; 140', 140"), причем одна клавишная крышка (28, 128) способна избирательно активировать два переключателя (40', 40"; 140', 140") либо отдельно, либо одновременно, благодаря чему из многофункционального клавишного узла (26, 126) может быть выведено всего, по меньшей мере, двенадцать возможных определенных выходных сигналов, причем восемь определенных выходных сигналов получают, если каждый из двух переключателей (40', 40"; 140', 140") активирован отдельно, а четыре определенных выходных сигнала, если два переключателя (40', 40"; 140', 140") активированы одновременно.

13. Сотовый телефон (20) по п.12, в котором клавишная крышка (28, 128) поддается перемещению из неактивного положения в активное положение путем нажатия в вертикальном направлении, по меньшей мере, части клавишной крышки (28, 128), в котором в неактивном положении оба переключателя (40', 40"; 140', 140") находятся в электрически выключенном состоянии, и в котором в активном положении, по меньшей мере, один из переключателей (40', 40"; 140', 140") находится в электрически включенном состоянии, при этом имеются всего три активных положения, первое активное положение, соответствующее одному из переключателей (40', 40"; 140', 140"), находящемуся в электрически включенном состоянии, второе активное положение, соответствующее другому одному из переключателей (40', 40"; 140', 140"), находящемуся в электрически включенном состоянии, и третье активное положение, соответствующее двум переключателям (40', 40"; 140', 140"), одновременно находящимся в электрически включенном состоянии.

14. Сотовый телефон (20) по п.13, в котором клавишная крышка (28, 128) поддается горизонтальному смещению в двух взаимно перпендикулярных направлениях к четырем контактным положениям.

15. Сотовый телефон (20) по п.14, в котором для каждой комбинации данного контактного положения и конкретного активного положения клавишной крышки (28, 128), многофункциональным клавишным узлом (26, 126) обеспечивается выход специального определенного выходного сигнала из двенадцати возможных определенных выходных сигналов.

16. Сотовый телефон (20) по п.15, в котором каждый переключатель (40', 40") содержит один электропроводный шток (44), и в котором клавишная крышка (28) связана со штоком (44) каждого переключателя (40', 40").

17. Сотовый телефон (20) по п.16, дополнительно содержащий ровно два неэлектропроводных направляющих элемента (42), причем каждый направляющий элемент (42) имеет два направляющих паза (72, 74), перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру, при этом каждый конец двух направляющих пазов (72, 74) предусмотрен с электрическим контактом (78, 80, 82, 84), данное контактное положение получают, если часть, по меньшей мере, одного из переключателей (40', 40") находится в электрическом контактном взаимодействии с одним из четырех электрических контактов (78, 80, 82, 84).

18. Сотовый телефон (20) по п.17, в котором шток каждого переключателя (40', 40") проходит через пазы (72, 74) соответствующего направляющего элемента (42), и в котором часть, по меньшей мере, одного из переключателей (40', 40"), который находится в электрическом упоре с данным электрическим контактом (78, 80, 82, 84), является штоком (44), по меньшей мере, одного из переключателей (40', 40").

19. Сотовый телефон (20) по п.12, в котором клавишная крышка (128) связана с одним центрально расположенным электропроводным штоком (144).

20. Сотовый телефон (20) по п.19, в котором один шток (144) проходит через одну крестообразную апертуру в одном неэлектропроводном направляющем элементе (142), причем апертура содержит два сквозных направляющих паза (172, 174), перпендикулярных друг другу, при этом электрические контакты (178, 180, 182, 184) расположены на каждом конце каждого направляющего паза (172, 174), имеется всего четыре электрических контакта (178, 180, 182, 184), причем данное контактное положение получают, если шток (144) находится в электрическом упоре с данным электрическим контактом (178, 180, 182, 184).

21. Сотовый телефон (20) по п.12, в котором экран (24) дисплея расположен на передней поверхности (25) корпуса (22), а клавишная крышка (28, 128) расположена на боковой поверхности (37) корпуса (22).